Большие потери противотанковых пушек в начале войны привели к снижению количества противотанковых орудий в стрелковой дивизии. Стрелковая дивизия штата № 4/600 от 29 июля 1941 года имела всего восемнадцать 45-мм противотанковых пушек вместо пятидесяти четырех по предвоенному штату. По июльскому штату были полностью исключен взвод 45-мм пушек из стрелкового батальона и отдельный противотанковый дивизион. Последний был восстановлен в штате стрелковой дивизии в декабре 1941 года. Кавалерийская дивизия нового штата 1941 года имела всего шесть 45-мм пушек вместо шестнадцати по предвоенному штату. Нехватку противотанковых пушек в какой-то мере восполняли недавно принятые на вооружение противотанковые ружья. В декабре 1941 года в стрелковой дивизии штата № 04/750 взвод ПТР был введен на полковом уровне. Всего в дивизии по штату было 89 ПТР.
Бронированные гусеничные тягачи «Комсомолец» были большей частью потеряны летом 1941 года, их производство было свернуто в пользу танков. Средством тяги 45-мм противотанковых пушек стали лошади и автомашины. Существенно улучшилась ситуация со средствами тяги противотанковой артиллерии с поступлением по ленд-лизу автомобилей повышенной проходимости. Знаменитые «Виллисы» были не только автомашинами командиров, но и тягачами для 45-мм пушек.
В области организации артиллерии общей тенденцией конца 1941 года было наращивание числа самостоятельных противотанковых частей. На 1 января 1942 года в действующей армии и резерве Ставки ВГК имелись: одна артиллерийская бригада (на Ленинградском фронте), 57 противотанковых артиллерийских полков и два отдельных противотанковых артиллерийских дивизиона. По итогам осенних боев пять артиллерийских полков ПТО получили звание гвардейских. Два из них получили гвардию за бои под Волоколамском – они поддерживали 316-ю стрелковую дивизию И.В. Панфилова. Зенитные орудия постепенно изымались из противотанковых полков и возвращались в систему ПВО. Все большую роль в советской противотанковой артиллерии стала играть 76-мм дивизионная пушка ЗИС-3. Немцы называли советские 76-мм пушки «ратш-бум»: снаряд попадал в цель («ратш!») быстрее, чем долетал звук выстрела («бум!»).
1942 год стал периодом наращивания числа и укрупнения самостоятельных противотанковых подразделений. 3 апреля 1942 года последовало постановление Государственного Комитета Обороны о формировании истребительной бригады. По штату в бригаде было 1795 человек, двенадцать 45-мм пушек, шестнадцать 76-мм пушек, четыре 37-мм зенитные пушки, 144 противотанковых ружья. Следующим постановлением от 8 июня 1942 года двенадцать сформированных истребительных бригад были объединены в истребительные дивизии, по три бригады в каждой. Истребительные дивизии предполагалось использовать: 1-ю – на Юго-Западном, 2-ю – на Брянском, 3-ю – на Западном и 4-ю – на Калининском фронтах. Вскоре 1-я истребительная дивизия прошла крещение огнем под ударами операции «Блау».